[发明专利]基于改进SVD-Prony算法的发电机参数辨识方法

摘要

本发明涉及风力发电机参数辨识技术领域，是一种基于改进SVD‑Prony算法的发电机参数辨识方法，第一步建立基于三相短路故障的直驱风力发电机辨识模型；第二步使用改进SVD‑Prony算法得到各分量拟合模型；第三步，计算特征量得到风力发电机待辨识参数R、L和ψ；第四步计算误差评价指标，若辨识参数的准确性低，则执行第二步，若辨识参数的准确性高，则进入第五步；第五步输出直驱风力发电机辨识参数。本发明通过使用改进SVD‑Prony辨识算法，有效去除了噪声且确定拟合模型阶数，通过改进SVD‑Prony算法辨识短路电流各分量对应的特征量，进而辨识直驱风力发电机参数，通过计算误差评价指标验证辨识参数的准确性。

主权项

1.一种基于改进SVD‑Prony算法的发电机参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，建立基于三相短路故障的直驱风力发电机辨识模型，采样三相短路故障时直驱风力发电机的定子端电流，利用FFT变换将采样的直驱风力发电机定子端电流分解为基波分量和谐波分量，得到基波分量的辨识模型i1(n)和谐波分量的辨识模型i2(n)，建立直驱风力发电机辨识模型的过程，包括以下步骤：(1)直驱风力发电机的数学模型如下：其中ud、uq、id、iq分别为定子端电压和电流的d轴和q轴分量；ω为定子电角速度；L为定子等效电感；ψ为永磁体磁链；R为定子绕组电阻；(2)将式(1)直驱风力发电机的数学模型变换为状态方程，状态方程如下：将三相短路故障时直驱风力发电机定子端故障过程分解为两种状态：a.短路前的稳定运行状态，此时di/dt＝0；b.定子端突然加上与短路前端电压大小相等方向相反的三相电压状态；(3)建立稳定运行状态的电流模型，即：在风力发电机稳定运行时，电流变化量为零，因此公式(2)左端为零，则稳定运行时电流模型如下：(4)建立定子端加反向电压时的电流模型，对式(2)进行拉普拉斯变换可以得到其中，s为拉普拉斯算子，E为阶数为2的单位矩阵，I0(s)为初始电流分量，因定子端突然加反向电压，其初始电流向量为零，即I0＝[id0 iq0]T＝[0 0]T，则式(4)变换为：其公式(5)为频域中的电流模型，对公式(5)进行拉普拉斯反变换即将电流模型从频域转换到时域中；(5)建立基于三相短路电流的辨识模型，即：将式(3)与进行了拉普拉斯反变换的式(5)进行叠加得到三相短路时定子绕组电流的d、q轴分量，再对其进行PARK变换得到三相短路时定子的相电流，则基于三相短路电流辨识模型的A相分量表示为：其中：i1(n)为不衰减的基波分量；i2(n)为衰减的谐波分量；n为采样点数；Δt为采样间隔；A、B、C、D是辨识模型的特征量；进入第二步；第二步，使用改进SVD‑Prony算法分别得到基波分量的拟合模型和谐波分量的拟合模型进入第三步；第三步，令计算特征量，求解特征量方程组得到直驱风力发电机待辨识参数：定子绕组电阻R、定子等效电感L、永磁体磁链ψ，辨识直驱风力发电机参数的过程包括以下步骤：(1)令(2)应用第一步中的公式(1)至公式(6)计算得到辨识模型中各特征量A、B、C、D与待辨识参数R，L，ψ的关系：(3)求解方程组得到直驱风力发电机参数R、L、ψ，进入第四步；第四步，计算辨识参数误差评价指标，判断直驱风力发电机组辨识参数的准确性，若辨识参数的准确性低，则执行第二步，若辨识参数的准确性高，则进入第五步；第五步，输出直驱风力发电机辨识参数，结束。